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利用极坐标解圆锥曲线题教学提纲

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利用极坐标解圆锥曲

线题

利用极坐标解题

知识点精析: 椭圆、双曲线、抛物线可以统一定义为:与一个定点(焦点)的距离和一

条定直线(准线)的距离的比等于常数e 的点的轨迹.

以椭圆的左焦点(双曲线的右焦点、抛物线的焦点)为极点,过点F 作相应准线的垂线,垂足为K ,以FK 的反向延长线为极轴建立极坐标系. 椭圆、双曲线、抛物线统一的极坐标方程为: θ

ρcos 1e ep

-=.

其中p 是定点F 到定直线的距离,p >0 . 当0<e <1时,方程表示椭圆;

当e >1时,方程表示双曲线,若ρ>0,方程只表示双曲线右支,若允许ρ<0,方程就表示整个双曲线;

当e=1时,方程表示开口向右的抛物线.

引论(1)若 1+cos ep

e ρθ

=

则0<e <1当时,方程表示极点在右焦点上的椭圆 当e=1时时,方程表示开口向左的抛物线 当e >1方程表示极点在左焦点上的双曲线 (2 )若1-sin ep

e ρθ

=

当 0<e <1时,方程表示极点在下焦点的椭圆

当e=1时,方程表示开口向上的抛物线 当 e >1时!方程表示极点在上焦点的双曲线 (3)1+sin ep

e ρθ

=

当 0<e <1时,方程表示极点在上焦点的椭圆 当e=1时,方程表示开口向下的抛物线 当 e >1时!方程表示极点在下焦点的双曲线 例题选编

(1)二次曲线基本量之间的互求

例1.(复旦自招)确定方程10

53cos ρθ

=-表示曲线的离心率、焦距、长短轴

长。

解法一:3102

5333

1cos 1cos 55ρθθ?

==--

31053

e P ∴==,

2332555851015

103383c a c a a b a c c c

???===??????∴?????

???-===??????

52

b ∴== 31554e ∴=方程表示椭圆的离心率,焦距,25

54

长轴长,短轴长

解法二:转化为直角坐标 (2)圆锥曲线弦长问题

若圆锥曲线的弦MN 经过焦点F ,

1、椭圆中,c

b c c a p 2

2=-=,θθπθ2222cos 2)cos(1cos 1c a ab e ep e ep MN -=--+-=.

若椭圆方程为,半焦距为,焦点

设过

的直线的倾斜角为

交椭圆于A 、B 两点,求弦长

解:连结,设,由椭圆定义得

,由余弦定理得

,整理可得,同理可求得

,则弦长

同理可求得焦点在y 轴上的过焦点弦长为(a 为长半轴,b 为短半

轴,c 为半焦距)

结论:椭圆过焦点弦长公式:

2、双曲线中,(注释:双曲线问题比较特殊,很多参考书上均有误解。) 若M 、N 在双曲线同一支上,

θ

θπθ2222

cos 2)cos(1cos 1c a ab e ep e ep MN -=

--+-=; 若M 、N 在双曲线不同支上,2

222

cos 2cos 1cos 1a c ab e ep e ep MN -=--+-=θθθ

设双曲线

,其中两焦点坐标为

,过

的直线的倾斜角为

,交双曲线于A 、B 两点,求弦长|AB|。

解:(1)当时,(如图2)直线与双曲线的两个交点A 、B

在同一交点上,连

,设

,由双曲线定义可得

,由余弦定理可得

整理可得,同理

,则可求得弦长

(2)当或时,如图3,直线l与双曲线交点A、B 在两支上,连,设,则,

,由余弦定理可得,

整理可得,则

因此焦点在x轴的焦点弦长为

同理可得焦点在y轴上的焦点弦长公式

其中a为实半轴,b为虚半轴,c为半焦距,为AB的倾斜角。

3、抛物线中,θ

θπθ2

sin 2)cos(1cos 1p

p p MN =--+-=

若抛物线与过焦点的直线相交于A 、B 两点,若的倾斜角

,求弦长|AB|?(图4)

解:过A 、B 两点分别向x 轴作垂线为垂足,设,

,则点A 的横坐标为,点B 横坐标为,由抛物线定义

可得

同理的焦点弦长为

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